當前物聯網技術應用分析

□文/趙晨鋼

（安徽建筑大學管理學院 安徽·合肥）

物聯網又稱傳感網，首次被提出是在1999年美國召開的移動計算機和網絡國際會議上。物聯網就是將各種信息傳感設備與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。具體來說，物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網、移動設備網等信息承載體，建立互聯互通的網絡平臺，使所有能夠被獨立尋址的普通物理對象相互連接。

物聯網技術有三個重要方面:1、傳感器技術:這也是計算機應用中的關鍵技術。現在絕大部分計算機處理的都是數字信號。自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉換成數字信號計算機才能處理；2、傳感器技術:融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景；3、嵌入式系統技術:是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。

上述物聯網技術在應用過程中表現出如下特征:1、網絡交互特征。物聯網的核心內容就是物與物、人與物之間的信息交互，雖然終端總是呈現多樣化。但終究還是在互聯網基礎之上延伸和擴展的一種網絡；2、感知識別特征。現在一般采用在各種物品上植入微型感應芯片等方法，利用射頻識別、二維碼、傳感器等感知，進行信息采集和獲取；3、信息交互和共享特征。將物體接入信息網絡，利用各種通信網絡，進行信息交互和共享；4、智能處理特征。自動把獲取到的信息傳輸到信息處理中心，然后對海量數據和信息進行分析后處理。

一、物聯網技術的主要應用

我國于2009年正式提出建立傳感信息中心，之后許多省市都快速發展物聯網技術在諸多領域中的運用。但很長時間里，物聯網概念幾乎家喻戶曉，看似發展迅速，實則缺乏理性且進展緩慢。隨著2013年發布的《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》和《物聯網發展專項行動計劃》，才標志著物聯網發展政策頂層架構設計基本完成，同時意味著物聯網邁入實質性發展階段。主要應用在以下方面:

（一）物流管理。當前物聯網運用主要集中在生產領域和物流領域。特別是在物流領域，物流公司與物聯網關系十分密切，通過物聯網建設，企業不但可以實現物流的順利運行，城市交通和市民生活也將獲得很大的改觀。物聯網技術的應用將極大地提升物流的效率。不但可以減少倉儲物流、人力成本、貨物裝卸等物流成本。而且貫穿全覆蓋的物聯網，可以使得整個供應鏈精準、透明和高效，實現了傳統物流所不可能完成的目標。根據物流行業協會的2013年行業調研報告顯示，中國物流行業物聯網設備增長幅度超過60%，物流作業狀況的物聯網管理系統增幅在26%。物聯網技術設備得到廣泛運用。物聯網技術對配送過程的透明化管理和信息追蹤，效果十分顯著。電子標簽揀選系統出貨量增長35%以上。物聯網智能搬運系統在自動化物流中心的應用也很多，增長率在28%以上。在貨物出入庫方面，物聯網系統根據信息指令對貨物進行智能堆碼跺，也是物流技術裝備物聯網技術的主要領域。總之，2013年是物聯網在物流領域內高速增長和發展的一年。

（二）城市管理。隨著網絡化的普遍實施與發展，在城市建設、轉型、發展已經演化成了動態時間管理和靜態部件管理。城市管理迫切需要新的指導思想和綜合解決方案。由于城市管理涉及不同網絡、多個部門間的協作，因此必須建立一個綜合的業務管理平臺，通過充分運用通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，有效地將各種應用集中于一個系統，在此基礎上為市民提供更加綜合的服務，而物聯網技術，恰恰能夠有效解決城市發展中遇到的各種問題。在物聯網技術的支撐下，在“數字城市”和“智慧城市”的理念指導下，我們通過傳感器節點和城市基礎設施感知環境、狀態、位置等信息，在城市管理中所采集的分散、獨立圖像進行并網，進行遠程的業務管理、監控、存儲以及傳輸。把信息應用平臺與各指揮中心的資源密切聯系起來，有指向性地進行網絡資源的連接和信息融合。在城市建立了EPC信息港、電子商務平臺，構建了城市信息管理系統。在政府、企業和科研院校信息共享的基礎上，進行科技、業務和應用創新，不斷促進城市各個關鍵系統和管理者和諧高效地協作，為城市發展提供源源不斷的動力，解決各種問題。目前，北京、上海等一些大城市已經在城市天然氣、水、電網監控及應急處理、廣告牌無線遠距離識別管理系統、停車場智能監管系統、環衛作業車輛管理系統、危險源數據采集及監管系統等方面采用物聯網技術管理城市，收到了良好的效果。

（三）智能交通。近些年交通擁堵、尾氣排放、交通安全形勢嚴峻，迫切需要借助新技術手段來改進。物聯網技術可以大大改善現有狀況，感知技術采集各種道路交通及各種服務信息，傳感器將上述信息上傳到處理中心，經過交通管理中心集中處理后，出行者可以進行實時的交通方式和交通路線的選擇；交通管理部門可以自動進行交通疏導、控制和事故處理；運輸部門可以隨時掌握所屬車輛的動態情況，從而實現了對交通環境和車輛的調整管理。這樣，路上交通就會處于最佳狀態，可以改善交通擁擠，提高路網的通行能力和生產效率，同時也可以減少交通事故發生，增強交通的安全性和機動性。在各終端上加裝氣體檢測、溫濕度監控和光控儀等多種傳感器還能實時檢測路面信息、汽車尾氣情況和能見度等。與此同時，物聯網也可以在公交系統的智能化中發揮作用，將傳統公交站牌換成電子站牌，在公交車上安裝GPS，各個站點設LED電子站牌，安裝交通服務熱線，建立移動掌上公交短信查詢系統等多種渠道的公交車信息網絡體系。這樣既節省了時間，又最大化利用公交資源。

（四）移動通信。移動通信網絡發展，大體可以分成三個階段:1、傳感網階段:傳感器+近距離無線通信，只能實現物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲等服務；2、M2M（Machine-To-Machine）階段:機器對機器的無線通信，存在以下三種方式:機器對機器，機器對移動電話（如用戶遠程監視），移動電話對機器（如用戶遠程控制）屬于移動運營商無線網絡低速平臺。M2M應用可以遍及電力、交通、工業控制、零售、公共事業管理、醫療、水利、石油等多個行業，對于車輛防盜、安全監測、自動售貨、機械維修、公共交通管理等，可以說是無所不能。目前，中國移動的M2M發展非常好，在全國部署了420萬臺M2M終端，幾乎所有大、中城市展開了M2M的業務；3、物聯網階段:物質實體中部署具有一定感知能力、計算能力和執行能力的嵌入式芯片和軟件，使之成為“智能物體”，同時內置移動通信模塊，通過移動網絡設施實現信息傳輸、協同和處理，從而實現物與物、物與人之間的互聯。我國處于物聯網初級階段。目前，上海移動率先成為首先運用物聯網技術，為多個行業客戶定制打造具有不同針對性的整套無線綜合應用解決方案，包括數據傳輸、采集和業務管理等多個方面。如今移動網絡進入4G時代，幾乎所有可以在互聯網平臺上實現的業務都可以在4G網絡上運行。隨著4G網絡的普及，進入TD-LTE時代后，直接促進智能辦公、家居系統通信技術，從有線升級到無線，既省錢，還省掉了布線的麻煩，為無線遙控操作提供了保障。用戶可在飛馳的汽車上開高清視頻會議，智能系統分析各種商業數據，決策支持系統直接提供多套可行方案；也可迅速傳輸大文件（如X光片），為醫生遠程會診支持，農村社區也將更加容易地建設遠程醫療中心，醫生可通過視頻會議為病患“看”病……。可以預見，隨著移動通信網絡技術的發展，物聯網技術必將得到更為廣泛、深入的應用。

二、物聯網技術應用的制約因素

目前，我國物聯網技術應用處于發展的初級階段，縱觀物聯網技術應用的現狀，它必定有著廣闊的發展空間，只是現在還受到諸多因素的制約。

（一）技術落后。這是制約物聯網發展水平的決定性因素。目前，在物聯網技術中，相對已較為成熟，商業化程度比較高的是衛星定位技術和網絡傳輸技術，但作為物聯網技術核心的RFID和傳感器技術，還未能產業化、規模化。而且，我國還沒有掌握物聯網中的核心芯片和傳感器技術，在這個領域的整體技術水平相對落后，尤其是在傳感器、智能通信、智能控制、批量數據處理、核心芯片等技術上，仍然落后于歐美等發達國家。還有很大的提升空間，應用過程中存在不少問題和障礙，解決方案還需要進一步完善。同時，技術落后還導致我國物聯網產業規模小而分散，沒有形成成熟的商業模式。

（二）物聯網技術缺乏統一標準。物聯網技術的建設包括對各種資源建立一個規范統一的編碼，信息的采集渠道和方式要規范、通暢、穩定，要科學、合理、深入地研究各種工作流程方式。標準不統一，影響物聯網的推進。現有各行各業的管理信息系統中，對物品的編碼結構形式各異，對構建互聯互通的物聯網帶來了很大的障礙，這是物聯網技術應用所面對的難題。

（三）安全問題。物聯網技術應用要求信息化，需要信息的開放，而安全性要求信息的獨立，因此需要做到信息化和安全性的統籌兼顧。由于物聯網是由大量設備構成，所以影響通信網絡、傳統網絡、移動網絡的安全。在物聯網技術應用中，如果網絡安全無保障，那么個人隱私、物品信息等隨時都可能被泄露。而且如果網絡不安全，物聯網的應用為黑客提供了遠程控制他人物品，甚至有造成危害社會公共安全的可能性。

（四）法律法規不完善。物聯網法律問題的復雜性在于和我們生活的方方面面結合所產生的復合性問題。物聯網建設涉及到交通、環境、政府工作、公共安全、財務安全、個人健康和情報搜集等多個領域，完善它需要多種力量的整合。當前，物聯網法律法規不完善，這些新型問題是對現有法律體系的挑戰，同時并不排斥復合傳統的法律。傳統法律體系中的侵權、違約、個人隱私、公共安全等問題全部都會再現，物聯網法律法規的不完善又會在其中得到延伸。

三、完善物聯網技術應用的對策建議

（一）技術和標準方面。由政府部門牽頭，組織有關科研教育單位的專業力量，制定物聯網建設和應用的具體計劃。這樣有利于政府結合各種資源，建立統一的物聯網技術標準。同時，推動高校聯合、委托高校定向培養、組織專家研討會、互派學習，加快物聯網技術專業人才體系的建設。研究增強政府、高校、企業之間的合作，形成產學研合作的良性循環。這樣，既解決了物聯網成本高、標準不統一、人才缺乏的問題，高校也可以在物聯網技術應用的單位或部門建立教育基地、實踐基地等，有針對性地進行培養專業的物聯網人才；同時理論聯系實際，促進物聯網專業建設，提高我國自主物聯網技術的發展，降低物聯網建設、改造和應用的成本，解決物聯網在實際操作中存在的具體問題，也為教育部門提供有價值的參考依據。

（二）安全方面。首先，建立一個遠程的設備控制操作管理的平臺，對于那些節點被破壞的，網絡之中能夠自動地愈合，網絡相關的功能也就不會受到任何影響；其次，由于物聯網終端類型過于多元化，加之分布廣泛、節點移動性、網絡異構性和業務復雜性等特點。我們可以施行身份認證以及訪問限制的有機組合進行控制。同時，使用云計算技術，用云儲存來存儲物聯網那些海量資源數據；最后，在加密環節上，可以僅在感知和應用端產生明文，在網絡中的其他節點都是密文傳送，減少信息泄漏的節點，同時對于感知對象以及傳感設備方面可以適當地進行互相的認證，在合法的情況以及環境之中才能夠順利地進行。這樣針對物聯網技術特點，從安全層面上可以保障了物聯網的有效應用。

（三）法律法規方面。建立物聯網核心技術的知識產權保護的相關法律。保護知識產權就是保護企業的合法利益，法律就是保護這一利益的最有效的手段。保護物聯網的知識產權就是保護物聯網企業的利益和生產研發積極性的有效措施。與此同時，也要加強保護個人隱私方面的法律規范。防止個人隱私信息被隨意取得，避免人們擔心隱私泄露而拒絕接受物聯網的可能，這就要靠國家出臺相應的法律政策，鑒于法制在我國的不斷完善和人們法律意識的不斷提高，相信相關法律的出臺將為這一問題的解決提供方案。

［1］劉云浩.物聯網導論［M］.科學出版社，2010.12.1.

［2］中國物聯網2013研究報告.中國物聯網產業推廣中心，2014.3.

［3］2012-2013年中國物聯網發展年度報告.新華社，2013.9.

［4］劉強.物聯網關鍵技術與應用.計算機科學，2010.6.

［5］梁軍.從數字城市到智慧城市的技術發展機遇與挑戰.地理信息世界，2013.1.

［6］辜勝阻.當前我國智慧城市建設中的問題與對策.中國軟科學，2013.1.